KR20170013383A - 연장된 중간 가이드 조립체를 구비하는 제어봉 가이드 튜브 - Google Patents
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Abstract
상부 및 하부 섹션으로 형성된 상부 내장품 제어봉 집합체 가이드 튜브를 구비하는 원자로. 이 상부 및 하부 섹션은 중간 커플링부에서 가이드 튜브의 중앙 축방향 구역을 따라 연결된다. 연장된 제어봉 축방향 지지체는 상부 가이드 튜브 섹션 또는 하부 가이드 튜브 섹션의 내부 중 적어도 하나 내에서 유한 거리에 걸쳐서 제어봉 중 적어도 일부를 위해 제공된다.
Description
본 발명은 일반적으로, 원자로에 관한 것이고, 특히 상부 장착 제어봉을 채용하는 원자로에 관한 것이다.
압력 하에서 물로 냉각되는 원자력 발전 시스템의 1차측은 유효 에너지의 생성을 위해 2차측과 열교환 관계에 있고, 이 2차 회로로부터 분리되는 폐쇄 회로를 포함한다. 1차측은 핵분열성 물질을 포함하는 복수의 연료 집합체를 지지하는 코어 내부 구조물을 밀폐하는 원자로 용기와, 열교환 증기 발생기 내의 1차 회로와, 가압기의 내부 용적과, 가압수를 순환시키기 위한 펌프 및 파이프를 포함하며, 파이프는 각각의 증기 발생기와 펌프를 독립적으로 원자로 용기에 연결한다. 증기 발생기와, 펌프와, 용기에 연결되는 파이프의 시스템을 포함하는 1차측의 각각의 부분은 1차측의 루프를 형성한다.
도시를 위해, 도 1은 원자로 코어(14)를 밀폐하는 클로저 헤드(12)를 구비하는 대체로 원통형 원자로 압력 용기(10)를 포함하는 단순 원자로 1차 시스템을 도시한다. 물과 같은 액체 원자로 냉각재는 펌프(16)에 의해서 코어(14)를 통해 원자로 용기(10) 내로 펌핑되고, 이러한 코어(14)에서, 열에너지가 흡수되며, 열이 이용 회로(도시되지 않음)로 전달되는, 증기 구동 터빈 발생기와 같은 전형적으로 증기 발생기로 지칭된 열교환기(18)로 열에너지가 방출된다. 그 다음에, 원자로 냉각재는 펌프(16)로 복귀되어 1차 루프를 완료한다. 전형적으로, 복수의 상술된 루프는 원자로 냉각재 파이핑(reactor coolant piping)(20)에 의해 단일 원자로 용기(10)에 연결된다.
예시적인 원자로 디자인은 도 2에 보다 상세하게 도시된다. 코어(14) 외에, 복수의 평행하고 수직으로 동일 길이로 연장되는 연료 집합체(22)로 구성되고, 이 설명을 위해, 다른 용기 내부 구조물은 하부 내장품(24)과 상부 내장품(26)으로 분할될 수 있다. 종래의 디자인에 있어서, 하부 내장품의 기능은 유동을 용기 내로 지향시킬 뿐만 아니라, 코어 구성요소 및 계측 장치를 지지, 정렬 및 안내하는 것이다. 상부 내장품은 연료 집합체(22)(단순화를 위해, 이들 중 2개만이 도 2에 도시됨)를 위한 2차 제한 장치를 억제 또는 제공하고, 제어봉(28)과 같은 구성요소와 계측 장치를 지지 및 안내한다. 도 2에 도시된 예시적인 원자로에 있어서, 냉각재는 하나 이상의 입구 노즐(30)을 통해 원자로 용기(10)에 들어가고, 원자로 용기와 코어 배럴(32) 사이의 환형체를 통해 아래로 흐르고, 하부 플리넘(34)에서 180° 회전되며, 연료 집합체(22)가 안착되는 하부 지지 플레이트(37) 및 하부 코어 플레이트(36)를 통해 상향으로, 그리고 연료 집합체를 통해 및 연료 집합체에 대해 통과된다. 일부 디자인에 있어서, 하부 지지 플레이트(37)와 하부 코어 플레이트(36)는 단일 구조물로 대체되고, 하부 코어 지지 플레이트는 37과 같은 동일한 상승부를 구비한다. 코어 및 주변 영역(38)을 통해 흐르는 냉각재는 대략 초당 20 피트의 속도로, 대략 분당 400,000 갤런으로 전형적으로 크다. 결과적인 압력 강하 및 마찰력은 원형의 상부 코어 플레이트(40)를 포함하는 상부 내장품에 의해 이동이 제한되는 연료 집합체를 상승시키는 경향이 있다. 코어(14)를 빠져나오는 냉각재는 상부 코어 플레이트의 하측을 따라, 그리고 복수의 천공(42)을 통해 상향으로 흐른다. 그 다음에, 냉각재는 하나 이상의 출구 노즐(44)에 상향으로 그리고 반경 방향으로 흐른다.
상부 내장품(26)은 용기(10) 또는 용기 헤드(12)로부터 지지되고, 상부 지지 조립체(46)를 포함할 수 있다. 부하는 주로 복수의 지지 칼럼(48)에 의해 상부 지지 조립체(46)와 상부 코어 플레이트(40) 사이에서 전달된다. 지지 칼럼은 상부 코어 플레이트(40) 내에서 선택된 연료 집합체(22)와 천공(42) 상에 정렬된다.
이하에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 원자로 내장품은 또한 코어 내에서의 원자핵 반응을 제어하기 위한 직선으로 이동가능한 제어봉(28)을 또한 포함한다. 흔히 로드 클러스터 제어 기구(rod cluster control mechanism)로 알려진 제어봉 집합체는 상부 내장품(26)을 통해, 그리고 제어봉 가이드 튜브(54)에 의해 정렬된 연료 집합체(22) 내로 안내되는 중성자 독봉(neutron poison rod)의 구동 샤프트(50)와 스파이더 조립체(52)를 전형적으로 포함한다. 가이드 튜브는 상부 지지 조립체(46)에 고정적으로 결합되고, 상부 코어 플레이트(40)의 상부에 압력 끼워맞춤(force fit)되는 스플릿 핀(split pin)(56)에 의해 연결된다. 핀 구성은 가이드 튜브 조립체의 용이성 및 교체를 제공하고, 특히, 지진(seismic) 또는 다른 고 하중 사고 조건 하에서 코어 하중은 가이드 튜브(54)가 아닌, 주로 지지 칼럼(48)에 의해 취해진다. 이러한 지지 구성체는 제어봉 삽입 능력에 악영향을 미칠 수 있는 사고 조건 하에서 가이드 튜브 변형을 지연시키는 것을 돕는다.
도 3은 참조 번호 22로 일반적으로 지시되는 연료 집합체의 수직으로 단축된 형태로 나타낸 정면도이다. 연료 집합체(22)는 가압수형 원자로에 사용된 유형이고, 하단부에 하부 노즐(58)을 포함하는 구조적 뼈대를 구비한다. 하부 노즐(58)은 원자로의 코어 구역 내의 하부 코어 플레이트(36) 상에서 연료 집합체(22)를 지지한다. 하부 노즐(58) 외에, 연료 집합체(22)의 구조적 뼈대는 상단부에서 상부 노즐(62)과, 다수의 가이드 튜브 또는 심블(54)을 포함하고, 이 다수의 가이드 튜브 또는 심블(54)은 하부 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에서 종방향으로 연장되고, 대향 단부에서 이들 노즐에 견고하게 부착된다.
연료 집합체(22)는 (가이드 튜브로 또한 지칭된) 가이드 심블(54)을 따라 축방향으로 이격 및 장착된 복수의 횡단 그리드(transverse grid)(64)와, 이 그리드(64)에 의해 횡방향으로 이격되고 지지된 조직적인 어레이의 기다란 연료봉(66)을 더 포함한다. 이는 도 3에서는 볼 수 없지만, 그리드(64)는 연료봉(66)이 서로 횡방향으로 이격된 관계로 지지되는 대략 정사각형 지지 셀을 규정하는 4개의 스트랩의 인접한 인터페이스를 구비한 달걀판(egg-crate) 패턴으로 인터리빙(interleave)되는 직각 스트랩으로부터 종래적으로 형성된다. 많은 종래의 디자인에 있어서, 스프링 및 딤플(dimple)은 지지 셀을 형성하는 스트랩의 대향 벽 내로 스탬핑(stamp)된다. 스프링 및 딤플은 지지 셀 내로 반경 방향으로 연장되고, 그들 사이의 연료봉을 포착하여, 연료봉을 제 위치에 유지시키도록 연료봉 클래딩 상에 압력을 가한다. 또한, 조립체(22)는 중앙에 위치된 계측 튜브(68)를 구비하고, 이 계측 튜브(68)는 하부 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에 연장되고, 이들에 장착된다. 이러한 부품의 구성에 의해서, 연료 집합체(22)는 부품의 조립체를 손상시키는 일 없이, 편리하게 다룰 수 있는 일체 유닛을 형성한다.
핵분열 공정을 제어하기 위해서, 다수의 제어봉(28)은 연료 집합체(22) 내의 사전 결정된 위치에 위치된 가이드 심블(55) 내에서 상호적으로 가동한다. 특히, 상부 노즐(62) 위에 위치설정된 로드 클러스터 제어 기구(80)는 제어봉(28)을 지지한다. 제어 기구(80)는 복수의 반경 방향으로 연장되는 플루크(fluke) 또는 아암(52)을 갖는 암나사산이 형성된 원통형 허브 부재(82)를 구비한다. 잘 알려진 방식으로 제어봉 허브(82)에 결합되는 제어봉 구동 샤프트(50)의 동력 하에서, 제어봉 기구(80)가 가이드 심블(55) 내에서 수직적으로 제어봉을 이동시키고, 이에 의해 연료 집합체(22)에서의 핵분열 공정을 제어하도록 작동 가능하기 위해, 각 아암(52)이 하나 이상의 제어봉(28)에 상호 연결된다(중심 허브 및 반경 방향으로 연장되는 플루크의 구성체가 또한 스파이더 기구로 지칭됨). 후퇴 위치에 있어서, 제어봉은 상부 코어 플레이트(40) 위의 제어봉 가이드 튜브(55) 내로 위로 안내되고, 완전히 삽입된 위치에 있어서, 제어봉은 도 3에 도시된 바와 같이 연료 집합체 내에서의 가이드 심블(54)의 전체 길이를 실질적으로 차지한다. 연료 집합체 내의 가이드 심블(55)을 갖는 상부 내장품(26)을 통한 제어봉의 정렬은 제어봉 가이드 튜브(54)의 길이를 따라 이격된 탠덤 배열(spaced tandem arrangement)로 지지된 가이드 카드(70)에 의해 유지된다.
도 4는 도 2의 상부 코어 플레이트(40)와 상부 지지 조립체(46) 사이에 도시된 제어봉 집합체 가이드 튜브(54)의 확대도를 도시한다. 가이드 튜브(54)는 하부 가이드 튜브 섹션(78) 및 상부 가이드 튜브 섹션(84)의 2개의 섹션으로 구성된다. 하부 가이드 튜브 섹션(78)은 대체로 정사각형 단면을 갖는 반면, 상부 가이드 튜브 섹션(84)은 대체로 원형 단면을 갖는다. 하부 가이드 튜브 섹션(78)은 중간 커플링부(86)에서 상부 가이드 튜브 섹션(84)에 결합된다. 상부 및 하부 가이드 튜브 섹션(84 및 78)은 가이드 튜브(54)의 길이를 따라 서로에 대해 이격된 관계로 탠덤 방식으로 지지된 복수의 가이드 카드(70)를 구비하고, 연속의 가이드 섹션(88)이 가이드 카드(70) 사이의 간격과 거의 동일한 거리에서 가이드 튜브(54)의 하부로부터 위로 연장된다.
도 5는 제어봉 집합체(80)가 상부 내장품(26)을 통해 이동할 때, 제어봉 집합체(80)가 통과하는 중간 커플링부(86)에서의 연속의 가이드 섹션(88), 가이드 카드(70) 및 가이드 플레이트 내의 개구부의 패턴을 도시한다. ¾원형(three-quarter round) 개구부(72)는 개별의 제어봉(28)을 안내하고, 플루크(52)는 허브(82)가 통과하는 중앙 개구부(76)에 원형 개구부(72)를 연결하는 직선 부분(74)을 통과한다. 도 5에 도시된 가이드 카드는 가이드 튜브(54)의 상부 섹션(84)부터이지만, 개구부의 패턴은 다른 가이드에서의 패턴을 또한 도시하고, 차이점은 외주부의 형상이 가이드 튜브(54)의 상부 섹션(84)으로부터 하부 섹션(78)으로 전이될 때, 원형에서 대체로 직사각형으로 변한다는 것이다.
지나친 가이드 카드 마모가 일부 운전중인 원자력 발전소에서 관찰되었다. 중간 커플링부(86)에서 특별한 가이드 플레이트가 일련의 혀용가능한 마모된 가이드 카드(70) 내에 위치되는 경우, 심하게 마모되었다면, 하부 가이드 튜브 조립체(78)를 교체하는 대신에, 가이드 플레이트가 정전 동안에 가이드 튜브의 수명을 연장시키도록 교체될 수 있다. 이러한 완화 기술(mitigation technique)은 발전소의 잔여 수명의 한정된 부분이라도, 지속적으로 안전한 발전소 운전을 가능하게 하는 동안에 발생된 방사성 폐기물, 비용 및 스케줄을 감소시킨다.
따라서, 중간 커플링부(86)에서 가이드 플레이트를 교체하도록 요구된 것과 유사한 스케줄 상에 달성될 수 있는 가이드 카드 마모에 대한 보다 영구적인 고정이 요구된다.
게다가, 추가의 방사성 폐기물의 발생을 필요로 하지 않고, 가이드 플레이트의 교체에 대한 비용과 실질적으로 비교가능한 이러한 수리책(repair)이 요구된다.
이러한 목적 및 다른 목적은 핵분열성 물질의 코어 및 이 코어를 실질적으로 커버하는 상부 코어 플레이트를 수용하는 압력 용기를 구비하는 원자로를 위해 달성된다. 원자로는 제어봉 집합체를 코어의 내부 및 외부로 안내하기 위한, 연장된 축방향 길이를 갖는 제어봉 가이드 튜브를 구비하고, 이 제어봉 가이드 튜브는 상부 코어 플레이트와 이 상부 코어 플레이트 위에 지지된 상부 지지 조립체 사이에서 연장된다. 제어봉 가이드 튜브는, 제 1 단부가 상부 코어 플레이트에 연결되고, 제 2 단부가 중간 커플링부에서 종단되는 하부 가이드 섹션을 구비한다. 또한, 제어봉 가이드 튜브는, 제 1 단부가 상부 지지 조립체에 연결되고, 제 2 단부가 중간 커플링부에서 종단되는 상부 가이드 튜브 섹션을 구비한다. 본 개선책은 중간 커플링부에서 실질적으로 지지되고, 상부 가이드 튜브 섹션 또는 하부 가이드 튜브 섹션의 내부 중 적어도 하나 내로 유한 거리만큼 축방향으로 연장되는 연장된 제어봉 가이드 조립체를 포함한다.
제어봉 집합체는 복수의 제어봉을 포함하고, 적어도 일 실시예에 있어서, 제어봉 중 적어도 일부는 실질적으로 제어봉 가이드 조립체의 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내된다. 바람직하게, 제어봉 중 일부는 제어봉 가이드 조립체의 축방향 길이를 따라 별개의 이격된 축방향 높이(elevation)에 걸쳐서 안내되고, 바람직하게, 제어봉 가이드 조립체의 주축(cardinal axis)을 따라 연장되는 제어봉은 실질적으로 제어봉 가이드 조립체의 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내된다. 추가의 실시예에 있어서, 제어봉 모두는 실질적으로 제어봉 가이드 조립체의 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내된다.
일 실시예에 있어서, 제어봉 가이드 조립체는 축방향으로 연장되는 제 1 세그먼트 및 축방향으로 연장되는 제 2 세그먼트를 구비하고, 제 1 세그먼트는 하부 가이드 튜브 섹션 내로 연장되고, 제 2 세그먼트는 상부 가이드 튜브 섹션 내로 연장된다. 바람직하게, 이러한 후자의 실시예에 있어서, 제 1 세그먼트는 상단부가 제 1 가이드 플레이트에서 종단되고, 제 2 세그먼트는 하단부가 제 2 가이드 플레이트에서 종단되며, 제 1 및 제 2 가이드 플레이트는 중간 커플링부에서 결합된다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 가이드 플레이트는 모든 제어봉이 통과하는 개구부를 구비하고, 제 1 및 제 2 가이드 플레이트는 제 1 가이드 플레이트 내의 개구부를 제 2 가이드 플레이트 내의 대응하는 개구부와 정렬시키기 위한 정렬 구멍 또는 정렬 핀을 구비한다. 바람직하게, 제 1 가이드 플레이트 및 제 2 가이드 플레이트는 반경 방향으로 연장되는 주변 플랜지를 각각 구비하고, 각 플랜지는 이 플랜지를 함께 클램핑하는 중간 커플링부의 반경 방향 내부 상의 반경 방향 리세스 내로 연장된다.
다른 실시예에 있어서, 제어봉 가이드 조립체는 약 0.9 내지 23인치(2.3 내지 58.4㎝)만큼 연장된다. 보다 바람직하게, 제어봉 가이드 조립체는 약 0.9 내지 7인치(2.3 내지 17.8㎝)만큼 축방향으로 연장된다.
본 발명의 추가의 이해는 첨부 도면과 함께 읽을 때, 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 획득될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수도 있는 원자로의 단순 개략도,
도 2는 본 발명이 적용될 수도 있는 원자로 용기 및 내부 구성요소의 부분 단면도,
도 3은 명확성을 위해 부분이 분리된 상태의 수직 단축된 형태로 도시된 연료 집합체의 부분 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 제어봉 가이드 튜브(54)의 확대 등각도,
도 5는 도 4에 도시된 상부 가이드 튜브(84) 내의 가이드 카드 중 하나의 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마모된 가이드 플레이트 대신에, 중간 커플링부 내에 삽입되는 연장된 제어봉 가이드 조립체의 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 연장된 제어봉 가이드 조립체의 상부 세그먼트의 사시도,
도 8은 도 6에 도시된 연장된 제어봉 가이드 조립체의 하부 세그먼트의 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예의 연장된 제어봉 가이드 조립체가 본 명세서에 포함된 상태로, 중간 커플링부 위치에서 취해진 상부 내장품 가이드 튜브(54)의 단면도,
도 10은 하부 가이드 튜브(78) 내에 설치된 본 발명의 일 실시예의 연장된 제어봉 가이드 조립체의 사시도,
도 11은 본 발명의 제어봉 가이드 조립체의 제 2 실시예의 상부 섹션의 평면도,
도 12는 도 11에 도시된 제어봉 가이드 조립체의 제 2 실시예의 하부 섹션의 평면도,
도 13은 제어봉 가이드 조립체의 다른 실시예의 단면도로서, 상부 가이드 튜브 섹션 및 하부 가이드 튜브 섹션이 솔리드 부재로 구성되는 도면,
도 14는 도 13에 도시된 실시예의 사시도.
도 2는 본 발명이 적용될 수도 있는 원자로 용기 및 내부 구성요소의 부분 단면도,
도 3은 명확성을 위해 부분이 분리된 상태의 수직 단축된 형태로 도시된 연료 집합체의 부분 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 제어봉 가이드 튜브(54)의 확대 등각도,
도 5는 도 4에 도시된 상부 가이드 튜브(84) 내의 가이드 카드 중 하나의 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마모된 가이드 플레이트 대신에, 중간 커플링부 내에 삽입되는 연장된 제어봉 가이드 조립체의 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 연장된 제어봉 가이드 조립체의 상부 세그먼트의 사시도,
도 8은 도 6에 도시된 연장된 제어봉 가이드 조립체의 하부 세그먼트의 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예의 연장된 제어봉 가이드 조립체가 본 명세서에 포함된 상태로, 중간 커플링부 위치에서 취해진 상부 내장품 가이드 튜브(54)의 단면도,
도 10은 하부 가이드 튜브(78) 내에 설치된 본 발명의 일 실시예의 연장된 제어봉 가이드 조립체의 사시도,
도 11은 본 발명의 제어봉 가이드 조립체의 제 2 실시예의 상부 섹션의 평면도,
도 12는 도 11에 도시된 제어봉 가이드 조립체의 제 2 실시예의 하부 섹션의 평면도,
도 13은 제어봉 가이드 조립체의 다른 실시예의 단면도로서, 상부 가이드 튜브 섹션 및 하부 가이드 튜브 섹션이 솔리드 부재로 구성되는 도면,
도 14는 도 13에 도시된 실시예의 사시도.
가이드 튜브의 유효 수명은, 연료 재장전용 운전정지(refueling outage) 동안에 중간 커플링부(86)에서 가이드 플레이트를, 본 발명의 연장된 제어봉 가이드 조립체로 대체함으로써 실질적으로 연장될 수 있고, 본 발명의 연장된 제어봉 가이드 조립체의 일 실시예가 도 6에 도시된다. 본 발명은, 중간 커플링부(86)에서 실질적으로 지지되고, 상부 가이드 튜브 섹션(84) 또는 하부 가이드 튜브 섹션(78)의 내부 중 적어도 하나 내로 유한 거리만큼 축방향으로 연장되는 연장된 제어봉 가이드 조립체(90)를 제공한다. 도 6에 도시된 실시예는 상부 가이드 튜브 섹션(84) 및 하부 가이드 튜브 섹션(78) 양자 내로 연장되고, 하부 세그먼트(94) 및 상부 세그먼트(92)로 형성된다. 상부 세그먼트(92)는 하단부에서, 가이드 카드(70) 내의 개구부와 실질적으로 매칭되는 개구부(72)를 구비하는 가이드 플레이트(114)를 구비하고, 제어봉(28)의 외부 열의 주위의 일부분을 지지하는 주변 개구부(72)를 갖는 가이드 링을 구비하는 상단부(106)에서 종단된다. 게다가, 하부 지지 플레이트(114)와 상부 지지 링(106) 사이의 연속적인 지지가 제어봉 집합체의 제어봉 집합체의 주축(cardinal axis)에서 제어봉을 위해 지지 채널(110)에 의해 제공된다. 따라서, 일부 제어봉(28)을 위한 별개의 축방향으로 이격된 지지체가 제공되면서, 연속적인 지지체가 연장된 제어봉 가이드 조립체(90)의 상부 세그먼트(92)에 걸쳐서 다른 제어봉(28)을 위해 제공된다.
본 실시예의 연장된 제어봉 가이드 조립체의 하부 세그먼트(94)는 상단부가 상부 세그먼트(92) 상의 가이드 플레이트(114) 내의 개구부에 대응하는 개구부를 갖는 가이드 플레이트(116)에서 종단된다. 하부 세그먼트(94)는 하단부가 도 8에 도시된 바와 같이, 연속적인 지지 채널(110)에 의해 가이드 플레이트(116)에 연결되는 가이드 링(108)에서 종단된다. 상부 가이드 플레이트(114) 및 하부 가이드 플레이트(116)는 볼트(104)에 의해 결합되고, 이 가이드 플레이트 또는 다른 가이드 플레이트 내의 정렬 핀을 통해 정렬되며, 이 정렬 핀은 가이드 플레이트(114 및 116) 내의 개구부가 일렬로 세워지는 것을 보장하도록, 다른 가이드 플레이트 내의 정렬 구멍(100)을 통해 끼워맞춤된다.
도 9는 볼트(112)에 의해 제자리에 로킹되는 중간 커플링부(86) 내의 리세스 내에 설치된 플랜지(96 및 98)를 갖는 연장된 제어봉 가이드 조립체(90)를 도시한다. 도 10은 중간 커플링부(86)의 하부 플랜지 상에 안착하는 플랜지(96)를 갖는 하부 가이드 튜브 섹션(78) 내에 설치된 연장된 제어봉 가이드 조립체(90)의 상부 세그먼트(92)의 사시도를 도시한다. 모든 제어봉이 연장된 제어봉 가이드 조립체의 길이에 걸쳐서 연속적인 지지체를 수용하지는 않는 본 실시예에 있어서, 제어봉 가이드 조립체는 약 0.9 내지 23인치(2.3 내지 58.4㎝)만큼 연장될 수도 있다. 보다 바람직하게, 이러한 유형의 제어봉 가이드 조립체는 약 0.9 내지 7인치(2.3 내지 17.8㎝)만큼 축방향으로 연장된다.
유사한 도면 부호는 일부 도면에 걸쳐서 대응하는 구성요소를 위해 채용된다. 도 11 내지 도 14에 도시된 다른 실시예에 있어서, 연장된 제어봉 가이드 조립체의 상부 세그먼트(92) 및 하부 세그먼트(94)는 연장된 제어봉 가이드 조립체의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐서 모든 제어봉을 위한 연속적인 안내(guidance)를 제공하는 개구부(72, 74 및 76)를 갖는 스테인리스 강과 같은 연속적인 길이의 중실형 재료로 개별적으로 제조된다. 상기 경우와 같이, 상부 세그먼트(92) 및 하부 세그먼트(94)는 각각의 플랜지(96 및 98)를 포착하는 중간 커플링부(86)에서 결합될 수도 있다. 대안적으로, 상부 세그먼트(92) 및 하부 세그먼트(94)는 중간 커플링부 내에서 포착되기 위해 중간 높이로부터 반경 방향으로 연장되는 플랜지(96/98)를 갖는 일 피스(one piece)로 구성될 수 있다. 이러한 후자의 실시예에 있어서, 제어봉 가이드 조립체는 약 1.6 내지 23인치(4.1 내지 58.4㎝)만큼 연장될 수도 있다. 보다 바람직하게, 제어봉 가이드 조립체는 약 1.6 내지 7인치(4.1 내지 17.8㎝)만큼 축방향으로 연장된다.
따라서, 본 발명의 연장된 제어봉 가이드 조립체는 설치 시에, 가이드 카드(70) 내에서 일부 마모를 보상하고, 제어봉 이동 경로에 대한 최소의 추가적인 마찰을 추가하는 제어봉 집합체를 위한, 연장된 지지체를 제공하면서, 가이드 튜브 섹션 중 어느 한쪽의 교체를 필요로 하는 일없이, 제어봉 가이드 튜브(54)의 수명을 실질적으로 연장시킨다.
본 발명의 구체적인 실시예가 상세히 기술되었지만, 본 개시내용의 전체 교시에 비추어 이러한 상세사항에 대한 다양한 변경 및 대안이 이루어질 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예는, 단지 예시적인 것이며, 첨부된 특허청구범위의 최대 범위 및 그것의 임의의 그리고 모든 등가물로 주어지는 본 발명의 범위에 대한 제한이 아닌 것으로 의도된다.
Claims (13)
- 핵분열성 물질의 코어(14), 및 상기 코어를 실질적으로 커버하는 상부 코어 플레이트(40)를 수용하는 압력 용기(10)와, 제어봉 집합체(80)를 상기 코어의 내부 및 외부로 안내하기 위한, 연장된 축방향 길이를 갖는 제어봉 가이드 튜브(54)를 포함하는 원자로로서, 상기 제어봉 가이드 튜브는 상기 상부 코어 플레이트와 상기 상부 코어 플레이트 위에 지지된 상부 지지 플레이트(46) 사이에서 연장되는, 상기 원자로에 있어서,
상기 제어봉 가이드 튜브는,
제 1 단부가 상기 상부 코어 플레이트(40)에 연결되고, 제 2 단부가 중간 커플링부(86)에서 종단되는 하부 가이드 튜브 섹션(78)과,
제 1 단부가 상기 상부 지지 플레이트(46)에 연결되고, 제 2 단부가 상기 중간 커플링부(86)에서 종단되는 상부 가이드 튜브 섹션(84)과,
상기 중간 커플링부(86)에서 실질적으로 지지되고, 상기 상부 가이드 튜브 섹션(84) 또는 상기 하부 가이드 튜브 섹션(78)의 내부 중 적어도 하나 내로 유한 거리만큼 축방향으로 연장되는 연장된 제어봉 가이드 조립체(90)를 포함하는
원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어봉 집합체(80)는 복수의 제어봉(28)을 포함하고, 상기 제어봉(28) 중 적어도 일부는 상기 제어봉 가이드 조립체(90)의 실질적으로 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내되는
원자로. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어봉(28) 중 일부는 상기 제어봉 가이드 조립체(90)의 축방향 길이를 따라 별개의 이격된 축방향 높이(98, 108)에 걸쳐서 안내되는
원자로. - 제 3 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)의 주축(110)을 따라 연장되는 제어봉(28)은 상기 제어봉 가이드 조립체의 실질적으로 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내되는
원자로. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어봉(28) 모두는 상기 제어봉 가이드 조립체(90)의 실질적으로 전체 축방향 길이에 걸쳐서 연속적으로 안내되는
원자로. - 제 5 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)는 약 1.6 내지 23인치(4.1 내지 58.4㎝)만큼 축방향으로 연장되는
원자로. - 제 6 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)는 약 1.6 내지 7인치(4.1 내지 17.8㎝)만큼 축방향으로 연장되는
원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)는 축방향으로 연장되는 제 1 세그먼트(94) 및 축방향으로 연장되는 제 2 세그먼트(92)를 구비하고, 상기 제 1 세그먼트는 상기 하부 가이드 튜브 섹션(78) 내로 연장되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 상부 가이드 튜브 섹션(84) 내로 연장되는
원자로. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 세그먼트(94)는 상단부가 제 1 가이드 플레이트(98)에서 종단되고, 상기 제 2 세그먼트(92)는 하단부가 제 2 가이드 플레이트(96)에서 종단되며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 플레이트는 상기 중간 커플링부(86)에서 결합되는
원자로. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 가이드 플레이트(98, 96)는 모든 제어봉이 통과하는 개구부(72)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 가이드 플레이트는 상기 제 1 가이드 플레이트 내의 개구부를 상기 제 2 가이드 플레이트 내의 대응하는 개구부와 정렬시키기 위한 정렬 구멍(100) 또는 정렬 핀을 구비하는
원자로. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 가이드 플레이트(98) 및 제 2 가이드 플레이트(96)는 반경 방향으로 연장되는 주변 플랜지를 각각 구비하고, 각 플랜지는 상기 플랜지를 함께 클램핑하는 상기 중간 커플링부(86)의 반경 방향 내부 상의 리세스 내로 연장되는
원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)는 약 0.9 내지 23인치(2.3 내지 58.4㎝)만큼 축방향으로 연장되는
원자로. - 제 12 항에 있어서,
상기 제어봉 가이드 조립체(90)는 보다 바람직하게, 약 0.9 내지 7인치(2.3 내지 17.8㎝)만큼 축방향으로 연장되는
원자로.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04258792A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-09-14 | Framatome Et Cogema <Fragema> | 原子炉制御棒クラスタのガイド装置 |
| KR19980018293A (ko) * | 1996-08-02 | 1998-06-05 | 드폴 루이스 에이 | 원자로내의 내부 부품을 교환하기 위한 장치 및 방법 |
| US20120099691A1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Shargots Scott J | Support structure for a control rod assembly of a nuclear reactor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE365333B (ko) * | 1972-06-22 | 1974-03-18 | Asea Atom Ab | |
| JPS59117993U (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 原子炉の制御棒案内管支持装置 |
| FR2630854B1 (fr) | 1988-04-29 | 1992-05-15 | Framatome Sa | Dispositif de cheminement de conducteurs a travers les equipements internes d'un reacteur nucleaire |
| US5053189A (en) * | 1989-10-16 | 1991-10-01 | Westinghouse Electric Corp. | System providing improved guidance support with restricted coolant flow for control rods in the upper head plenum of a nuclear reactor |
| US5098647A (en) * | 1990-07-16 | 1992-03-24 | Westinghouse Electric Corp. | Guide tube insert assembly for use in a nuclear reactor |
| JP4898318B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2012-03-14 | 三菱重工業株式会社 | 炉内計装案内管支持装置 |
| JP2013024758A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Toshiba Corp | 制御棒駆動機構及び原子炉 |
| JP6049414B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-12-21 | 三菱重工業株式会社 | 制御棒クラスタ案内管の回収方法及び装置 |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH04258792A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-09-14 | Framatome Et Cogema <Fragema> | 原子炉制御棒クラスタのガイド装置 |
| KR19980018293A (ko) * | 1996-08-02 | 1998-06-05 | 드폴 루이스 에이 | 원자로내의 내부 부품을 교환하기 위한 장치 및 방법 |
| US20120099691A1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Shargots Scott J | Support structure for a control rod assembly of a nuclear reactor |
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